甲醇汽油:在甲醇汽油的生產(chǎn)中,甲醇制氫可用于調(diào)整產(chǎn)品的氫碳比等指標(biāo),提高甲醇汽油的質(zhì)量和性能。精細(xì)化工:在一些精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,如生產(chǎn)各類有機化學(xué)品、醫(yī)藥中間體、香料等,需要使用氫氣進行加氫反應(yīng)等,甲醇制氫可為這些反應(yīng)提供所需氫氣。
冶金領(lǐng)域金屬氧化物還原:可以替代傳統(tǒng)的碳還原等方法,用于還原金屬氧化物,如鐵、銅、鎳等金屬的冶煉,能夠降低碳排放,提高金屬產(chǎn)品的質(zhì)量。金屬粉末制備:在制備金屬粉末時,甲醇制氫產(chǎn)生的氫氣可作為還原氣體,通過還原金屬鹽或氧化物等制備高純度的金屬粉末,用于粉末冶金、3D 打印等領(lǐng)域。
其他領(lǐng)域石油化工:在石油煉制過程中的加氫裂化、加氫精制等工藝中,甲醇制氫可以提供所需的氫氣,提高油品質(zhì)量,降低硫、氮等雜質(zhì)含量。電子工業(yè):電子芯片制造等過程中需要高純度的氫氣進行半導(dǎo)體材料的制備、刻蝕、還原等工藝,甲醇制氫可滿足其對氫氣純度和供應(yīng)穩(wěn)定性的要求。
甲醇制氫與其他制氫方法相比,有其特的優(yōu)勢和劣勢,以下是具體分析:優(yōu)勢原料來源廣泛:甲醇可以通過煤炭、天然氣、生物質(zhì)等多種原料制取。在煤炭資源豐富的地區(qū),可通過煤氣化合成甲醇;在天然氣產(chǎn)地,可利用天然氣轉(zhuǎn)化為甲醇。相比之下,水電解制氫依賴于豐富的水電資源,光解水制氫受限于光照條件,而甲醇的原料來源受地域和自然條件的限制相對較小。
成本相對較低:從投資成本看,甲醇制氫裝置規(guī)模可根據(jù)需求靈活調(diào)整,小型分布式裝置投資相對較低。從運行成本考慮,若甲醇價格較低,以其為原料制氫成本也相對有競爭力。例如在甲醇價格 2000 元 / 噸時,生產(chǎn) 1 噸氫氣原料成本相對較低。而采用液氨裂解制氫,液氨價格波動較大且運輸成本較高;采用高壓氣態(tài)氫運輸,運輸成本也較高。
安全性較高:甲醇在常溫常壓下為液態(tài),相比氣態(tài)氫氣,在儲存和運輸過程中安全性更高,其閃點相對較高,在沒有外部火源等條件下不易燃燒爆炸。與電解水制氫需要高壓設(shè)備產(chǎn)生氫氣相比,甲醇制氫裝置運行壓力相對較低,風(fēng)險相對可控。
劣勢存在碳排放問題:如果甲醇來自煤炭或天然氣等化石能源,在甲醇生產(chǎn)和制氫過程中會有二氧化碳等溫室氣體排放,從全生命周期來看,其碳排放強度水電解制氫等可再生能源制氫方式,不符合嚴(yán)格的低碳或零碳要求。
各環(huán)節(jié)之間的協(xié)同運行和優(yōu)化控制要求高,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和制氫效率。成本層面原料價格波動:甲醇價格受煤炭、天然氣等上游原料價格以及市場供需關(guān)系影響大。當(dāng)原料價格上漲或供應(yīng)緊張時,甲醇制氫成本會顯著增加,削弱其在能源市場的競爭力。
設(shè)備投資較高:建設(shè)甲醇制氫裝置,尤其是大規(guī)模、高純度的制氫裝置,需要投入大量資金用于購置反應(yīng)設(shè)備、分離設(shè)備、凈化設(shè)備等。對于一些小型企業(yè)或分布式能源項目,較高的設(shè)備投資門檻可能限制其應(yīng)用。